3. Stratygrafia górnoplejstoceńskich sekwencji lessów i gleb kopalnych
3.6. Korelacja stratygraficzna oraz problemy pozycji chronostratygraficznej
Ogólny obraz interpretacji klimatostratygraficznej sekwencji lessowo-glebowych w Europie, pomimo niewątpliwego postępu badań zmierzających do jej uszczegółowienia, gubi się w rozlicznych lokalnych i regionalnych schematach stratygraficznych lessów i gleb kopalnych. W takich warunkach szczególnie cenna wydaje się wspólna inicjatywa Komitetu Badań Czwartorzędu PAN oraz Komisji Badań Okresu Czwartorzędowego Ukrainy. Od roku 1980 zorganizowano już kilkanaście polsko-ukraińskich seminariów terenowych (Maruszczak, 1994, 1996a), które stały się okazją do dyskusji i uzgadniania stanowisk bezpośrednio w badanych stanowiskach. W pewnym zakresie jest to nawiązanie do znakomitej tradycji spotkań środkowoeuropejskich badaczy lessów z lat 60-tych i 70-tych ubiegłego stulecia, organizowanych przez subkomisję, a później Komisję Lessu INQUA pod przewodnictwem jej prezydenta, profesora Juliusa Finka, kiedy to w większości krajów europejskich dokonał się chyba najwyraźniejszy postęp w badaniach lessów. W tym okresie rozpowszechniono stosowanie kryterium paleopedologicznego w badaniach lessów, a gleby kopalne po dziś dzień stanowią bazę podstawowych schematów stratygraficznych. W tamtych latach nastąpił również dynamiczny rozwój różnorodnych, fizycznych technik datowania wieku osadów, takich jak metoda radiowęglowa ( C) czy potasowo-argonowa (K/Ar). Na szeroką skalę rozpoczęto stosowanie 14
metody paleomagnetycznej. W latach 70-tych rozpoczął się żywiołowy etap zastosowań metod wykorzystujących zjawisko termoluminescencji (TL) w datowaniach lessów, a potem równoległy rozwój innych odmian tej metody (OSL - optical stimulated luminescence, IRSL - infrared stimulated luminescence i inne - Aitken, 1985, 1998; Pazdur i inni, 1999; Bluszcz, 2000; Fedorowicz, 2006). Chociaż konieczność stosowania nowoczesnych metod badawczych, w tym datowania wieku, nie podlega dyskusji, to jednak ciągle nie mogą one stanowić podstawowego kryterium oceny przynależności stratygraficznej osadów.
Mnożą się przypadki nadużywania oznaczeń wieku w interpretacjach stratygraficznych, a w skrajnych przypadkach dochodzi nawet do użycia dat radiowęglowych w celu określenia typu genetycznego gleb kopalnych.
Cechy diagnostyczne gleb kopalnych nie pozwalają na jednoznaczne określenie ich pozycji stratygraficznej, szczególnie w odniesieniu do profili założonych w obrębie zboczowej facji lessów.
Przykładem takiej sytuacji jest interpretacja najwyższej gleby kopalnej w sekwencji lessowo-glebowej w Orzechowcach, którą pierwotnie określano jako interstadialną glebę brunatną arktyczną rozwiniętą na lessach młodszych środkowych (Maruszczak, 1972, 1976; Maruszczak i inni, 1972), a po wykonaniu oznaczeń wieku metodą TL i wnikliwszej obserwacji okazało się, że jest to ogłowiona (zredukowana) gleba płowa z interglacjału eemskiego (Maruszczak, 1985c, 1991c). Olbrzymie różnice w interpretacji geologicznej występują również w odsłonięciu Kończyce (Kotlina Oświęcimska). Jersak (1983), a później Jersak, Sendobry i Śnieszko (1992) przedstawiają ten profil jako przykład sekwencji lessów młodszych formacji lessów wilgotnych. Wójcik, Nawrocki i Nita (2003, 2004) dostrzegają w tej samej sekwencji fragmenty 3 poziomów iluwialnych gleb płowych, które wiążą z trzema interglacjałami Środkowego i Górnego Plejstocenu. Dalsze, specjalistyczne badania tego profilu (Budek i inni, 2004; Drewnik i inni, 2004; Kacprzak i inni, 2004) potwierdzają możliwość występowania 1-3 kopalnych poziomów iluwialnych w profilu Kończyce.
Podobne rozbieżności w interpretacjach geologicznych odsłonięć lessowych nie należą do wyjątkowych i nie są charakterystyczne jedynie dla obszaru Polski. Przykładem może być interpretacja wiekowa gleb glejowych w jednym z najbardziej znanych stanowisk lessów zachodnioeuropejskich w Kesselt (Belgia). Daty radiowęglowe muszelek ślimaków oraz substancji humusowych wykazują wiek ok.
35 ka BP (Huijzer, 1993; Vandenberghe i inni, 1998b; Vandenberghe, Nugteren, 2001), wyniki oznaczeń termoluminescencyjnych wskazują na starsze okresy ostatniego zlodowacenia (Van den Haute i inni, 1998), a analiza pedostratygraficzna sugeruje, że wiek gleb glejowych w Kesselt jest starszy od ostatniego interglacjału (Juvigne i inni, 1996).
W tabeli 2 zestawiłem wcześniej charakteryzowane schematy stratygraficzne lessów i gleb kopalnych z ostatniego cyklu interglacjalno-glacjalnego z morskimi stadiami i substadiami izotopów tlenu (Shackleton, Opdyke, 1973) oraz aktualnymi jednostkami chronostratygraficznymi stosowanymi w Europie. Takie zestawienie umożliwia porównanie interpretowanych pozycji chronostratygraficznych wyróżnianych jednostek lessowo-glebowych, jednak w niektórych wypadkach może nie odpowiadać rzeczywistej korelacji stratygraficznej, którą przedstawiłem na rycinie 6. Horyzonty lessowo-glebowe wiązane są często z interpretowaną pozycją chronostratygraficzną, a nie z określonym zespołem cech, które powinny być podstawą ich wydzielenia. Korelację jednostek stratygraficznych górnoplejstoceńskich lessów i gleb kopalnych trzech schematów najczęściej stosowanych na obszarach lessowych Polski i zachodniej części Ukrainy przedstawiłem na rycinie 8. Zestawienie tych trzech schematów dość jasno wskazuje, że
33
Korelacja stratygraficzna oraz problemy
podstawowy problem w badaniach lessów nie polega na dylematach związanych z korelacją stratygraficzną różnych, odległych od siebie sekwencji, lecz na odmiennej interpretacji stratygraficznej i chronostratygraficznej tych samych sukcesji lessowo-glebowych.
Ryc. 8. Korelacja jednostek stratygraficznych górnoplejstoceńskich lessów i gleb kopalnych Jersaka, Maruszczaka i Bogutsky'ego w odniesieniu do syntetycznego profilu lessów i gleb kopalnych
Fig. 8. Correlation of Upper Pleistocene loess-palaeosols stratigraphic units of Jersak, Maruszczak and Bogutsky on the example of synthetic loess-palaeosols section
Przegląd literatury wykazuje, że pewne poziomy lessów i gleb kopalnych pełnią szczególną rolę w interpretacjach stratygraficznych ostatniego cyklu interglacjalno-glacjalnego w Europie Środkowej i Wschodniej. Należą do nich przede wszystkim:
• poligenetyczny pedokompleks (zespół gleb kopalnych) z diagnostycznym, dobrze rozwiniętym poziomem wzbogacenia typu argillic w spągu. W Europie Wschodniej jest on dość podobnie wykształcony, a w kierunku zachodnim jego zróżnicowanie typologiczne wzrasta. Wielu badaczy (Fink, 1974; Gerasimov, 1973; Maruszczak, 1987a, 1991a i inni) uważa, że gleba z ostatniego interglacjału jest lepiej rozwinięta od gleb współczesnych i gleb kopalnych wykształconych w obrębie lessów młodszych, tłumacząc to dłuższym okresem jej rozwoju w warunkach cieplejszego i bardziej wilgotnego klimatu. Pojawiają się również opinie, że rozwój tego zespołu gleb kopalnych przebiegał w kilku (2-3) etapach pedogenezy leśnej, z których jedynie najstarszy należy wiązać z interglacjałem eemskim (Rösner, 1990; Jersak i inni, 1992; Jary, 1996, 1997, 1999a,b; Jary, Kida, 2001a;
Jary i inni, 2002; Jary, Kabała, Wiśniewski, 2003; Gerasimenko, 2001, 2004, 2006 i inni). Stropowe partie pedokompleksu zajmują najczęściej ciemnoszare poziomy humusowe interpretowane jako czarnoziemy lub gleby darniowe wykształcone pod roślinnością stepową lub leśno-stepową we wczesnym okresie ostatniego zlodowacenia;
• gleba lub zespół kopalnych gleb tundrowo-glejowych (Lohne, Gi/LMd, komorniki, Dubno, Vytachiv, Bryansk), często z wykształconym poziomem typu cambic w spągu, który rozdziela dwa najważniejsze etapy akumulacji lessów w trakcie ostatniego zlodowacenia. Datowania radiometryczne ( C) substancji humusowych lub węgli drzewnych ze stropowych partii tej 14
gleby mieszczą się najczęściej w przedziale 24-33 ka BP (Velichko i inni, 1987; Velichko, 1990;
Maruszczak, 1991a, Damblon i inni, 1996; Gozhik i inni, 2001a,b), a wiek substratu glebowego oznaczony metodą TL jest zazwyczaj wyraźnie starszy. Większość badaczy koreluje tą glebę
z końcową częścią MOIS 3 (interstadiały Hengelo i Denekamp), z wyjątkiem autorów polskich (np. Maruszczak, 1991a, 2001; Dolecki, 2002, 2003 i inni), którzy paralelizują tą jednostkę pedostratygraficzną z dolną częścią MOIS 3 (interstadiały Oerel i Glinde). Ustalenie pozycji chronostratygraficznej tej gleby z pewnością wymaga dalszych, szczegółowych prac;
• najmłodsze lessy, deponowane w górnym pleniglacjale ostatniego zlodowacenia (MOIS 2), których miąższość, nawet w pozycji wysoczyznowej, może przekraczać 10 m. Te pozornie homogeniczne lessy zawierają w sobie kilka słabo wykształconych horyzontów oglejenia (niem. Nassböden) lub inicjalnych gleb tundrowych, które pojawiają się w większości schematów stratygraficznych górnoplejstoceńskich sekwencji lessowo-glebowych. Na obszarach lessowych Europy Wschodniej wyróżnia się od dawna poziomy inicjalnych gleb kopalnych w lessach górnopleniglacjalnych (Trubchevsk, Rivne, Dofinivka – por. tab. 2 i ryc. 6). Ilość słabo wykształconych poziomów glebowych w sekwencji górnopleniglacjalnej, ich paralelizacja stratygraficzna, a przede wszystkim wymowa środowiskowa, wymagają prowadzenia dalszych, szczegółowych badań.